【正文】 器才能進(jìn)行通信，中心節(jié)點(diǎn)肩負(fù)著所有數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)，數(shù)據(jù)路由只有唯一路徑，中心節(jié)點(diǎn)可能成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。 3） ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?[1,2] ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為三種：星型網(wǎng)絡(luò)、樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)。 尋址方式分為單播和廣播兩種類型。 16位網(wǎng)絡(luò)地址稱為短地址，用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識(shí)該設(shè)備和發(fā)送數(shù)據(jù)。它是網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，將其它節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)并分 配地江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 址，提供信息路由安全管理和其他服務(wù)。作為網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)，只能和 FFD節(jié)點(diǎn)通信， RFD節(jié)點(diǎn)之間不能相互通信，軟硬件實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，所以它們之間的通信效率非常高，這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)入計(jì)算機(jī)用于分析或是被另外一種無(wú)線技術(shù)收集 [1]。通過(guò)電極引出線用外部電路測(cè)量傳感器輸出電流的大小，便可檢測(cè)出一氧化碳的濃度，并且有很寬的線性測(cè)量范圍。 但是由于在兩個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)都會(huì)使電極極化這使得極間電位難以維持恒定，因而也限制了對(duì)一氧化碳濃度可檢測(cè)的范圍。其化學(xué)反應(yīng)式為： O2+4H++4e2H2O。 第五章 是結(jié)論與展望，對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)，突出了該設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處，積極對(duì)未來(lái)工作的展望。 論文組織 第一章 緒論，首先介紹了該課題的研究背景，詳細(xì)說(shuō)明研究的目的以及具有的意義，簡(jiǎn)了論文的主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)。我們要保護(hù)我們的生存環(huán)境，為我們的后代著想，而絕對(duì)不能為了眼前的利益以破壞環(huán)境為代價(jià)。 節(jié)能減排指的是減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放。據(jù)有關(guān)部門估算，這 3個(gè)自治區(qū)潛在燃燒面積多達(dá) 720 平方公里，燃燒的煤火每年破壞煤炭資源多達(dá)2 億噸，燃燒時(shí)排放出大量的有毒有害氣體嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境，在對(duì)流層會(huì)形成大范圍的酸雨，并可能破壞臭氧層， 給當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人民生活帶來(lái)很大的威脅。 T40 單氣體檢測(cè)儀，使用普通 5 號(hào)電池，容易更換，翻蓋標(biāo)定罩，美國(guó)專利，標(biāo)定簡(jiǎn)便，重量輕、體積小，獲得中國(guó)煤安 MA 認(rèn)證，超大 LCD 液晶顯示屏能清晰 的讀出氣體濃度、種類、峰值和高、低濃度報(bào)警水平，可檢測(cè) HS 或 CO。日本費(fèi)加羅公司發(fā)明的 TGS 系列半導(dǎo)體式氣體傳感器優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性以在全世界獲得廣泛確認(rèn)。它采用高性能進(jìn)口電化學(xué) 原理的氣體傳感器7E/F(英國(guó) CITY)，在整個(gè)硬件軟件設(shè)計(jì)中，采取多種抗干擾措施，滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的電磁兼容要求，具有性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快、故障自檢、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、易使用易維護(hù)等特點(diǎn)。該系統(tǒng)通過(guò)在房屋內(nèi)安裝監(jiān)控探測(cè)器 和無(wú)線傳輸模塊 3萬(wàn)只，對(duì)空氣中的一氧化碳濃度進(jìn)行24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控。山東省科學(xué)院于 2021 年 10 月啟動(dòng)了關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的研究；煤炭科學(xué)研究總院重慶研究 院研發(fā)的 GTH500(B)型一氧化碳傳感器。 論文對(duì)所設(shè)計(jì)的層次型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。 (5)在 IRM環(huán)境下，完成基于節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)等功能。 以煤田火區(qū)一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)為背景，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于 ZigBee氣體濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要工作有以下方面 : (l)研究了 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以及協(xié)議框架。江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一氧化碳?xì)怏w監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 通信工程（ 1）班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱：教授 摘要 為了隨時(shí)了解煤礦的空氣質(zhì)量狀況，設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 ZigBee 技術(shù)是近幾年興起的一種短距離無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此基于 ZigBee 的氣體濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 (4)研究了 ZigBee精簡(jiǎn)協(xié)議棧，完成終端節(jié)點(diǎn) 及協(xié)調(diào)器應(yīng)用程序。 此外，論文還設(shè)計(jì)了傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件電路：包括無(wú)線收發(fā)模塊和擴(kuò)展模塊。 of the over all structure of the Gas Density Monitoring system and work topology depe nd on specific environmental of smelter. the main chiP and development Platform,Pleted the hard ware design of the terminal n ode, realized the AD converter module,a wireless sendingModule,power supply module. the reduced ZigBee stack,plete the design of software of the terminal nodes and coor dinator. the software of PC一 monitoring,which had some functions such as serial port settings, threshold value settings,data base proeessing,dynamic chart s and so on,based on MFC in d evelopment environment. the concentration of gas monitoring system and gave the results. The system had met the basic design goal and reflected ZigBee technology own Unique superiority when it was applied in monitoring area through the design and test of the concentration gas of monitoring system base ZigBee. In addition to this， the circuit for the node was designed:including wireless module and expanding module. The experiment was carded out and the experimental results were also results show that the designing has reached the expected work could form the topology configuration successfully and the data Can be transmitted in the light of the routing mechanism designed. Key words： wireless sensor works； GPRS； carbon monoxide； monitoring system； ZigBee； 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 第一章 緒論 ................................................................. 1 研究背景 ............................................................ 1 研究目的 與意義 ...................................................... 2 研究?jī)?nèi)容 ............................................................ 2 論文介紹 ....................................................... 2 論文組織 ....................................................... 2 第二章 氣體檢測(cè)總體方案 ..................................................... 3 氣體檢測(cè)原理 ........................................................ 3 一氧化碳傳感器工作原理 ......................................... 3 ZigBee 技術(shù) .................................................... 3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技 術(shù) ....................................... 7 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................... 8 相關(guān)要求 ....................................................... 8 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................................... 8 第三章 氣體檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) .............................................. 10 節(jié)點(diǎn)組成 ........................................................... 10 節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) ..................................................... 10 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) ............................................ 10 匯聚節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) .............................................. 15 第四章 氣體檢測(cè)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) ................................................ 17 軟件結(jié)構(gòu)圖 ......................................................... 17 模塊的軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 17 數(shù)據(jù)采集模塊 .................................................. 17 數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn) ............................................ 19 匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收 .......................................... 20 傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì) .......................................... 21 匯聚節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) .............................................. 22 第五章 結(jié)論與展望 .......................................................... 25 總結(jié) ............................................................... 25 展望 ............................................................... 25 參考文獻(xiàn)： ................................................................. 26 致 謝 .................................................................... 27 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 研究背景 國(guó)內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究歷程及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)現(xiàn)代意義的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用研究首次正式出現(xiàn)于 1999 年中國(guó)科學(xué)院《知識(shí)創(chuàng)新工程試點(diǎn)領(lǐng)域方向研究》的“信息與自動(dòng)化領(lǐng)域研究報(bào)告”中，作為該領(lǐng)域提出的五個(gè)重大項(xiàng)目之一。北京市朝陽(yáng)區(qū)一氧化碳預(yù)警系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)氣體傳感器檢測(cè)氣體的一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的特例。該檢測(cè)儀主要用于監(jiān)測(cè)煤礦井下環(huán)境氣體中一氧化碳的濃度，能在具有瓦斯或煤塵爆炸等危險(xiǎn)惡劣的環(huán)境中對(duì)煤的自燃等各種內(nèi)、外因造成的火災(zāi)實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)測(cè)和遙測(cè)。現(xiàn)在的氣體檢測(cè)儀多集中于氣體傳感器陣列電子鼻系統(tǒng)，可檢測(cè)多種氣體。 M40?M 煤礦專用 4氣體檢